0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

【干货分享】MLCC电容啸叫的4个对策

jf_pJlTbmA9 来源:techclass.rohm 作者:techclass.rohm 2023-12-06 17:26 次阅读

啸叫是指听到来自PCB板的类似“叽”或“吱”声音的现象。例如,听说有的便携设备用的廉价充电器发出相当大的啸叫音。

可能有些设备或环境即使产生了啸叫也未注意到,或者是不在意的现象,但如果在就寝时的安静环境中,应该可以注意到便携设备充电器等的啸叫声。另外,音频设备等听到在播放声音之外的声音就是比较严重的问题了。

首先,讲解一下啸叫的机理。

高介电常数的陶瓷电容器具有给电介质施加电压时,电介质变形(失真)的特性。这是压电效应的相反现象,被称为“逆压电效应”。此外,有时也将具有这种特性表达为“压电性”或“逆压电性”。如果施加的是DC电压,则仅产生相应的失真,而如果是有振幅的电压,则使MLCC周期性地变形并引起PCB板振动。如果其频率是可听频段20Hz~20kHz,就可听到声音。

wKgZomVdkpiAPVUNAAEPXCfmqrs915.png

上图是更具体的示意图,表示施加电压与MLCC变形的关系。从开关电源考虑,输出电压是DC,包括开关频率引起的纹波电压。输出纹波诱发被用作输出电容器的MLCC的振动。

wKgaomVdkpmAFVqiAAISs9_EXuU057.png

在PCB板中,由于在MLCC两端的电极为焊接,电极间的长度方向的变形(图中蓝色的双箭头)使PCB板表面(图中黄绿色的双箭头)变形,如此反复导致振动。该振动通过PCB板的传导被放大,成为人耳能听到的程度的音压是啸叫。当然,条件是振动的频率为可听频段。

啸叫是种典型的现象,有怎样的对策呢?

啸叫不仅与电介质材料和电容器的形状有关,也与PCB板的尺寸和安装状态等有关,实际上需要进行电容器自身的对策和布局两方面的探讨。不管怎样,让啸叫完全消失是相当难的,可采用改善到容许范围内的方法。在此介绍4个对策。

wKgZomVdkpuAaMDFAAJZcKLj5x0906.png

①通过材料进行改善

开发出使用了逆压电效应很低、即变形较小的电介质材料的MLCC。基本上如右图所示,低介电常数材料的失真更低。例如,有LD(Low Distortion)系列等可降低啸叫的产品群。

②通过电路板设计进行改善

这是PCB板方面的改善。例如,对于同一电源线,如图所示,两面安装相同的MLCC。两个MLCC的振动相反相互抵消,振动被缓解。

③通过结构进行改善:LW(长度-宽度)逆转结构

MLCC的电极间的长度通常大于宽度。通过缩短电极间的长度,可减轻导致PCB板振动的电极间的变形。如图所示,准备了宽度较电极间宽的类型的MLCC。图中称为“RGC”的是逆转结构型。

④通过结构进行改善:金属框架型

在弯曲应力的对策中提过的金属框架型MLCC也有助于改善啸叫。从结构立刻可以想象到,金属框架吸收MLCC的振动。

各种对策的效果是怎么样的?

这四个对策之中,可以预期金属框架有很好的效果。看试验数据就一目了然了。从以下数据可以看出,金属框架型与标准品相比,最大可改善约30dB的音压。

wKgaomVdkp2AeLlXAAIfcsK4aoc775.png
wKgZomVdkp6Af5PgAADikGe4GI8175.png
wKgaomVdkqCAcNlwAAFP61dRFtg213.png

关于啸叫的对策,要注意的地方

啸叫如前面所提到的,不仅与MLCC的材料和形状有关也与PCB板和安装有关,因此有些情况需要从不同的角度来多方研究。不仅是改善效果的大小,为了改善啸叫有可能要变更PCB板布局和元器件。现实中,这些有可能是限制事项,有时需要权衡。

例如,虽然金属框架型的改善效果很好,但对元器件的高度有限定时,可能无法使用。相反,如果因改善效果不错、可解决高度问题而采用LW逆转型,则需要变更布线模式和布局。下表总结了这些限制事项与对策的关系,仅供参考。

wKgZomVdkqGALttlAAFkp-AdZYs373.png

电容器制造商可以采取包括这些方法在内的综合啸叫对策,所以咨询制造商也是良策。

另外,啸叫对于叠层陶瓷电容器自身的可靠性有不良影响吗?例如,如果响声不是问题,可以对响声置之不理地继续使用下去吗?

啸叫被认为对MLCC自身没有影响。MLCC自身的振动非常小,仅为微米~纳米级别。相比之下,利用压电效应的压电蜂鸣器和陶瓷振荡器等,是积极的利用了高达几十倍振动的产品,具有充分的可靠性。从这点看也可以理解MLCC的逆压电效应对可靠性并没有特别的影响。

来源:techclass.rohm

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • PCB板
    +关注

    关注

    27

    文章

    1370

    浏览量

    50334
  • MLCC
    +关注

    关注

    44

    文章

    656

    浏览量

    44868
  • 陶瓷电容器
    +关注

    关注

    1

    文章

    202

    浏览量

    25078
  • 电容啸叫
    +关注

    关注

    0

    文章

    11

    浏览量

    1510
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    MLCC为什么会啸叫?教你一招解决啸叫问题

    MLCC——多层片式陶瓷电容器,简称贴片电容,会引起噪声啸叫问题……笔记本电脑电源电路的啸叫示例部位随着人们
    的头像 发表于 05-13 11:20 2.9w次阅读
    <b class='flag-5'>MLCC</b>为什么会<b class='flag-5'>啸叫</b>?教你一招解决<b class='flag-5'>啸叫</b>问题

    MLCC电容为什么会啸叫电容啸叫解决方案一招解决啸叫

    ,是一个有趣的问题。 MLCC电容器发生啸叫主要是由陶瓷的压电效应引起的,MLCC电容器由于其特殊的结构,当施加在两端的电场变换时,可以引起
    的头像 发表于 05-24 15:07 1.5w次阅读
    <b class='flag-5'>MLCC</b><b class='flag-5'>电容</b>为什么会<b class='flag-5'>啸叫</b>?<b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>啸叫</b>解决方案一招解决<b class='flag-5'>啸叫</b>

    关于安装的课题:啸叫

    与电介质材料和电容器的形状有关,也与PCB板的尺寸和安装状态等有关,实际上需要进行电容器自身的对策和布局两方面的探讨。不管怎样,让啸叫完全消失是相当难的,可采用改善到容许范围内的方法。
    发表于 12-03 14:41

    啸叫的机理

    与电介质材料和电容器的形状有关,也与PCB板的尺寸和安装状态等有关,实际上需要进行电容器自身的对策和布局两方面的探讨。不管怎样,让啸叫完全消失是相当难的,可采用改善到容许范围内的方法。
    发表于 06-14 04:20

    一文解析MLCC啸叫对策

    MLCC多层片式陶瓷电容器,简称贴片电容,会引起噪声啸叫问题。 笔记本电脑电源电路的啸叫示例部位 随着人们对电子设备的需求趋于平静,在笔记本
    的头像 发表于 08-23 09:31 5378次阅读

    MLCC电容啸叫是怎么回事?资料下载

    电子发烧友网为你提供MLCC电容啸叫是怎么回事?资料下载的电子资料下载,更有其他相关的电路图、源代码、课件教程、中文资料、英文资料、参考设计、用户指南、解决方案等资料,希望可以帮助到广大的电子工程师们。
    发表于 04-03 08:42 9次下载
    <b class='flag-5'>MLCC</b><b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>啸叫</b>是怎么回事?资料下载

    干货 | MLCC为什么会啸叫?如何解决?

    MLCC——多层片式陶瓷电容器,简称贴片电容,会引起噪声啸叫问题。 笔记本电脑电源电路的啸叫示例部位 随着人们对电子设备的需求趋于平静,
    发表于 02-11 15:04 11次下载
    <b class='flag-5'>干货</b> | <b class='flag-5'>MLCC</b>为什么会<b class='flag-5'>啸叫</b>?如何解决?

    MLCC电容啸叫是什么?

    MLCC电容器发生啸叫主要是由陶瓷的压电效应引起的,MLCC电容器由于其特殊的结构,当施加在两端的电场变换时,可以引起成比例的机械应力的变化
    的头像 发表于 04-11 15:41 1454次阅读
    <b class='flag-5'>MLCC</b><b class='flag-5'>电容</b>器<b class='flag-5'>啸叫</b>是什么?

    MLCC电容啸叫是什么?

    MLCC电容器发生啸叫主要是由陶瓷的压电效应引起的,MLCC电容器由于其特殊的结构,当施加在两端的电场变换时,可以引起成比例的机械应力的变化
    的头像 发表于 04-18 11:07 1264次阅读
    <b class='flag-5'>MLCC</b><b class='flag-5'>电容</b>器<b class='flag-5'>啸叫</b>是什么?

    解决MLCC电容啸叫的4个对策

    环境中,应该可以注意到便携设备充电器等的啸叫声。另外,音频设备等听到在播放声音之外的声音就是比较严重的问题了。 首先,讲解一下啸叫的机理。 高介电常数的陶瓷电容器具有给电介质施加电压时,电介质变形(失真)的特性。
    的头像 发表于 08-22 10:08 869次阅读

    解决MLCC电容啸叫的4个对策

    啸叫是指听到来自PCB板的类似“叽”或“吱”声音的现象。例如,听说有的便携设备用的廉价充电器发出相当大的啸叫音。
    的头像 发表于 08-22 10:08 887次阅读

    MLCC电容啸叫的4个对策

    啸叫是指听到来自PCB板的类似“叽”或“吱”声音的现象。例如,听说有的便携设备用的廉价充电器发出相当大的啸叫音。
    的头像 发表于 06-20 09:19 387次阅读
    <b class='flag-5'>MLCC</b><b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>啸叫</b>的4个<b class='flag-5'>对策</b>

    MLCC电容啸叫,怎么产生的,如何解决的?

    有关MLCC电容啸叫发生的原因以及解决方案
    的头像 发表于 07-18 10:06 1637次阅读
    <b class='flag-5'>MLCC</b><b class='flag-5'>电容</b>的<b class='flag-5'>啸叫</b>,怎么产生的,如何解决的?

    MLCC为什么会啸叫?所有MLCC都会啸叫吗?哪些场合MLCC啸叫明显?

    MLCC为什么会啸叫?所有MLCC都会啸叫吗?哪些场合MLCC啸叫明显?怎么解决
    的头像 发表于 11-30 15:44 651次阅读

    MLCC电容啸叫!?怎么让它闭嘴!

    架构的电容啸叫,让电容闭嘴,是一个有趣的问题。 MLCC电容器发生啸叫主要是由陶瓷的压电效应引起
    的头像 发表于 02-20 08:45 109次阅读
    <b class='flag-5'>MLCC</b><b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>啸叫</b>!?怎么让它闭嘴!